桃冲矿选矿工艺设备优化与改造生产实践

2015-08-15赵大庆

冶金与材料 2015年3期

赵大庆

(马钢集团桃冲矿业公司，安徽繁昌241233)

桃冲矿是马钢集团公司所属矿山企业，2004年原矿处理能力达到65万t，生产铁精矿12.2万t/a，粉(块)矿25.8万t/a，铁精矿品位55%，粉(块)矿品位48%。该矿是有着60多年生产历史的老矿山，近几年来不断对选矿工艺设备进行优化改造，取得了良好的效果。

1 矿石性质

桃冲铁矿属中、高温热液交代矽卡岩型矿床，矿体产于黄龙灰岩、矽卡岩与栖霞岩之间，矿石自然类型分为方解石型镜铁矿、石榴子石型镜铁矿和钙铁辉石型镜铁矿三种，以方解石型镜铁矿为主，矿石结构主要为条带状和致密块状，次为浸染状和斑杂状。矿石中的金属矿物主要为镜铁矿、穆磁铁矿，其次为假象赤铁矿、磁铁矿、少量菱铁矿等。脉石矿物主要为方解石、石英、石榴子石，其次为钙铁辉石－透辉石、绿帘石、阳起石、透闪石、白云石等。

2 工艺设备缺陷

桃冲矿井下开采出来的矿石经过粗碎－洗矿－中碎－双层振动筛，－60mm+16mm进入磁滑轮分选出块精、中矿和块尾，块精经细碎直接生产－8mm的粉精矿产品，中矿经细碎－15mm和双层振动筛下－16mm粉矿进入主厂房入磨入选。近年来，该矿由于井下开采难度增大，出笼原矿性质和品位波动很大，现行的选矿工艺和设备存在一定的不适应性。加上进入主厂房入磨入选的粉矿大都是难磨难选的低品位矿石，造成主厂房生产成本增加，精矿质量不合格，尾矿品位升高、金属流失现象严重。此外，该矿许多设备是50年代的老设备，能耗高、效率低，所以急需要对选矿工艺和设备进行改进。

3 工艺设备优化与改造

3.1淘汰落后设备，降低生产成本。桃冲矿主厂房选别工艺流程原为一段闭路磨矿、弱磁—摇床联合选别流程，由于摇床占地面积大、耗水量多、难于操作维护，2000年该矿与马钢规划院攻关试验，用中磁机取代摇床获得成功，用2台ZCN1050×1500中磁机采用二段扫选工艺取代了20多台6－S摇床，生产中提高了精矿品位2%、金属回收率6%。2002年用1台美卓GP100高效细碎机取代2台PYD1200圆锥细碎机，使碎矿效率大幅提升，年节电70多万kWh。2005年对洗矿设备进行了改造，用1台ZKR1637直线筛取代2台槽式擦洗机，洗矿效率由44.23%提高到了68.32%，入选矿石的含泥量大大降低，不仅减轻了维修工的劳动强度，而且每年可节约洗矿成本10多万元。2009年用美卓C110型粗碎机取代老式PEF1200×900粗碎机，不仅效率提高、维修劳动强度减小、破碎比增大，而且年可节约生产成本20多万元。

3.2增设粉矿抛尾工艺，改善入磨入选原矿性质。2000年，经过对入磨物料考查分析发现，原矿中含有一定量已解离的废石和贫连生体，如能在入磨前预先抛弃部分尾矿，则可以提高球磨入选品位，减少入磨量，并改善矿石的可选性。该矿与马钢规划院合作进行了“－15～0mm粉矿磁滑轮抛尾可行性试验研究”并取得成功。采用CTDG0810N永磁干式磁选机，磁滑轮皮带表面平均场强为0.2T，磁包角为169度。在入磨前增设磁滑轮预选工艺，预先抛掉品位为16%以下的尾矿，并遵循多碎少磨原则，将细碎闭路筛孔尺寸由15mm降为12mm以减小入磨原矿粒度，每年可降低铁精矿生产成本200多万元。

3.3优化中磁机工艺参数，降低尾矿品位。2005年以来，随着井下出笼原矿性质的变化，选厂尾矿品位比以前有较大幅度的提高。2006年全年统计表明，在入选品位31.44%的前提下，仅取得精矿品位55.17%和尾矿品位18.66%的选矿指标。为此，该矿于2007年委托天源科技有限公司对二段扫选中磁机进行了磁系优化改造，改造后的中磁机筒表平均场强仅提高62mT，但距离筒表20mm和38mm处的平均场强却分别提高了137mT和139mT。分选区平均场强的提高，为弱磁性矿物的充分回收创造了条件，改造后尾矿品位降低到16%以下。

3.4优化分级方式，提高分级效果。该矿主厂房球磨分级设备原采用的是螺旋分级机，其分级效率低，维修劳动强度大、生产和维护成本高，严重影响磨矿效率和选别指标。该矿采用按矿物粒度分级比按矿物密度分级效果更佳技术，用分级效率高，重量轻、维修劳动强度小、生产和维护成本低的BTS1836型直线振动筛取代FLG1500型螺旋分级机，改造后磨矿效率提高15%，精矿品位提高1%，每年可降低生产和维护成本80多万元。

3.5高效利用尾矿，实现无尾矿选矿。多年来，该矿主厂房每年排出的20多万t尾矿都是通过三级泵站输往拐冲尾矿库。近年来，随着坝面标高的日益上升，尾矿库的服务年限越来越短，有效库容将不能满足矿山生产需要，而另行建造尾矿库所需费用巨大。面对这一难题，该矿结合当地水泥生产需要大量铁质校正原料的实际，积极开展尾矿脱水综合利用技术攻关。采用尾矿粗细粒级分离、尾矿浓缩和高浓度输送技术对尾矿进行处理后，再利用BST－42m2陶瓷过滤机、KZG300/1600－U快开式全自动隔膜压滤机对尾矿进行脱水处理，并将处理后的全部干尾矿作为水泥原材料进行综合利用，真正实现了矿山的无尾矿选矿生产，确保了尾矿资源的高效利用。

3.6降低浓缩池溢流浓度，充分利用生产循环水。由于过滤机给矿浓度的技术要求，选厂尾矿经φ24m浓缩池浓缩后必须大于55%的浓度才可输送到过滤机进行过滤脱水，所以尾矿高浓度输送的要求使得浓缩池溢流浓度升高，出现溢流水“跑浑”现象，不利于生产水的循环使用，还会造成细泥入库影响尾矿库的安全。该矿选厂积极探索采用新型高效环保型絮凝剂作为浓缩介质，使细粒、细泥产生絮凝沉淀，加快细粒、细泥沉降速度，并对絮凝剂使用技术参数进行确定和优化，解决浓缩池“跑浑”现象。通过添加聚氯化铝、阳离子聚丙烯酰胺、阴离子聚丙烯酰胺、非离子型聚丙烯酰胺等作为絮凝剂的沉降试验对比，决定采用非离子型聚丙烯酰胺作为絮凝剂。并对絮凝剂加药量进行确定，通过试验，最终确定絮凝剂加药量为50g/t。加药后，浓缩池溢流浓度由5%降到0.4%以下，采用絮凝剂有效降低了浓缩池溢流浓度，溢流水完全能够满足选厂生产水的水质要求。

4 下步改造思路

4.1桃冲矿选厂铁精矿品位55%左右，品位较低，销售价格不高，还经常出现低于55%的品位，产生质量异议，降低销售价格，造成精矿生产成本高。可考虑增设铁精矿精选作业，精选用磁选柱能分出铁精矿中的连生体，提高铁精矿品位2～7个百分点，还可降低铁精矿中硅、硫、磷等杂质的含量，经济效益非常可观。

4.2由于目前桃冲矿井下矿石性质变化很大，选厂弱磁—中磁工艺流程已经不能适应弱磁性矿物的选别要求，选厂尾矿品位16%指标远远落后于同类矿山的水平，所以选厂上强磁设备已经迫在眉睫。另外，该矿80年代闭库的海冲尾矿库资源丰富，尾矿平均品位在19%左右，尾矿库库存尾矿90多万t，在先进的强磁设备不断涌现的今天，尾矿库中尾矿回选工作可以着手考虑，这项工作同样需要强磁设备的支撑，这对提高选厂金属回收率，减少金属流失，降低生产成本，提高矿山经济效益有着非常重要的意义。